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用于萜烯树脂合成的液体三氯化铝催化剂研究程盛林( 南昌市工业技术研究院，江西 南昌330006)摘 要: 本文找到了一种液体三氯化铝催化剂的生产方法，并对该催化剂用于萜烯树脂合成的条件进行了研究。结果表明: 液体氯化铝作为萜烯树脂催化剂具有催化效果好、用量少，萜烯树脂软化点和得率高，色浑浅。关键词: 萜烯树脂 液体三氯化铝 催化剂萜烯树脂是一类优良的增粘剂，广泛应用于压敏胶带、热熔涂料、复膜粘胶剂、橡胶粘合剂、高光泽浅色 油墨、电缆、口香糖等行业。我国的萜烯树脂其生产工 艺国内通常采用传统 AICl3 作催化剂，传统 AICl3 是浅 黄色的颗粒状，不溶于甲苯等非极性溶剂，而萜烯树脂 合成工艺通常是用甲苯等做溶剂，使用时要粉碎后混 入溶剂中起催化作用，所生产的萜烯树脂聚合度小、软 化点低、色泽深、甲苯不溶物含量高，且催化剂用量大。 本文研究了经干燥、纯净处理的 HCI，恰当的有机 溶剂和助剂，和三氯化铝经合理的工艺路线、条件制备 液体三氯化铝催化剂。并对其用于萜烯树脂的合成条件进行了探讨。一、实验部分效地解决这些问题，它可以防止温度急剧升高，使产品分子量分布范围较窄，催化剂脱除容易，产品色泽浅。 三氯化铝在芳烃溶剂中溶解速度慢，且溶解后易 发生分层现象; 加入二氯乙烷后，三氯化铝溶解速度加 快，分布均匀，但催化活性明显降低。通入经干燥、纯 化的 HCl 可使整个体系形成稳定的络合结构，提高催 化活性，使催化剂既保持催化活性又能稳定存储。实 验表明: 甲苯、三氯化铝、二氯乙烷与 HCl 气体的比例 应选择在 12: 6: 1: 1 为佳。所得催化剂存期可达 1 年。 在 250ml 三口烧瓶中加入 60 ml 甲苯、30g 三氯化 铝，开启搅拌，缓缓加入 5ml 二氯乙烷，并通入 5g 经干 燥、纯化处理的 HCl，待完全溶解后，过 200 目不锈钢筛，装入密闭容器中贮存备用。原料及仪器萜烯树脂的制备1． 11． 3α － 蒎烯，沸程 155 － 156． 2℃ ，由江西省萍乡市五峰林产化工厂提供; 其余原料均为工业品且未经纯化。沥青软化点试验仪，SYP4202 － l，上海石油仪器厂 生产; 自制铁 － 钴比色计; 凝胶渗透色谱仪，美国 Water 公司生产。在 500 ml 三口烧瓶中，加入 80g 甲苯和 300gα － 蒎烯，导入氮气，开启搅拌，缓缓滴加液体催化剂，反应温 度控制在 30℃ ～ 50℃ ，滴毕，维持反应。加入少量甲醇 以终止反应。用 2% NaOH 溶液脱除催化剂，水洗至中 性后，真空蒸馏除去未反应物及低聚物，得产品。测定 产品的软化点、色泽及分子量。二、实验结果2． 1 催化剂用量对聚合反应的影响保持聚合反应温度 40℃ 、反应时间 2． 5h 的情况 下，改变液体催化剂的用量，实验结果见表 1。催化剂的选择与制备1． 2用固体三氯化铝作催化剂制备萜烯树脂时，虽然聚合反应能够在微量助催化剂作用下进行，但存在三 氯化铝催化剂溶解性差、分散性不好、用量高、脱除有 难度、产品收率偏低等缺点。而液体三氯化铝可以有表 1 不同催化剂用量实验结果从表 1l 看出，催化剂用量的增加，虽然可提高产品的收率，但同时会使产品的色泽加深。因此，催化剂用催化剂用量 / % ( 基于 α － 蒎烯)1． 52． 02． 53． 03． 5收率 / %8689949596色泽( 加氏比色号)2358112012 年 9 月用于萜烯树脂合成的液体三氯化铝催化剂研究5320℃ 时，聚合速度太慢，反应收率太低; 而当温度高于80℃ 时，聚合生成的树脂软化点偏低，分子量分布范围 宽，树脂颜色偏深，且不溶性胶体增多。不同反应温度 下反应 2． 5 小时的实验结果见表 2。量以 2． 5 左右为宜。2． 2 温度对聚合反应的影响理论上，采用三氯化铝液体催化剂进行不饱和烃 聚合时，温度越低越好。但实验中发现，当温度低于表 2 不同反应温度下的实验结果由表 2 可知，随着反应温度增高，收率增加，软化点稍有降低． 色泽加深。因此，聚合温度选择 30℃ ～50℃ 为宜。2． 3 聚合时间对反应结果的影响在聚合温度一定的条件下，我们考察了反应时间 对产品软化点及收率的影响，结果见表 3。表 3 反应时间对产品软化点及收率的影响由表 3 看出，随着反应时间的增加，产品收率增加，但 3h 后增加幅度不大。软化点则是先随温度升高 而升高，但随着低分子量聚合物生成量的增多，软化点 又降低。因此，聚合反应时间以 2h ～ 3h 时为宜。2． 4 对比实验通过上述实验可得出液体三氯化铝催化制备蒎烯 树脂的最佳条件为: 液体三氯化铝催化制( 基于 α － 蒎 烯) 2． 5% 、反应温度 40℃ 、反应时间 2． 5 小时，可得到 软化点 115